CN111573678A - 一种碳化硅薄膜成型装置与碳化硅薄膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳化硅薄膜成型装置与碳化硅薄膜的制备方法，包括喷膜料桶，所述喷膜料桶的上表面中间位置处嵌入滑动安装有顶杆，所述顶杆的上端设置有第一密封盖，所述第一密封盖的上表面中间位置处固定连接有拉环，所述喷膜料桶的下表面设置有喷膜板，所述喷膜板的下表面设置有第一密封垫片。本发明涉及碳化硅薄膜制备技术领域，该碳化硅薄膜成型装置，通过滑轴的外表面位于挡块的一侧位置处套接滑动安装有弹簧，利用弹簧的弹性，拉动滑轴上的把手，可以快速的完成第一密封盖或第二密封盖的安装或拆卸工作，代替了传统螺栓固定方式，节省了第一密封盖或第二密封盖的安装或拆卸的时间，同时也降低了人工的劳动强度。

Description

一种碳化硅薄膜成型装置与碳化硅薄膜的制备方法

技术领域

本发明涉及碳化硅薄膜制备技术领域，具体为一种碳化硅薄膜成型装置与碳化硅薄膜的制备方法。

背景技术

碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成，碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石，碳化硅又称碳硅石，在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂，正由于碳化硅具有优良的性质，人们专门生产出一种碳化硅薄膜，它是通过专门的成型装置而制成的。

专利申请公布号CN100564255C的发明专利公开了一种碳化硅薄膜成型装置与碳化硅薄膜的制备方法，包括上密封盖、顶杆、喷膜料桶、喷膜板、垫片和下密封盖，上密封盖位于顶杆之上，上密封盖固设于喷膜料桶上，顶杆设在喷膜料桶内，喷膜板固定在喷膜料桶底部，通过熔融纺膜与先驱体转化法制备SiC薄膜，可得到自由的缺陷较少的连续碳化硅薄膜，具有工艺简单、操作过程简便、成本低、制膜速度快。

但是该碳化硅薄膜成型装置的密封盖是通过螺栓进行固定的，因此对其拆卸十分的不便，当对碳化硅薄膜进行制备时，原料表面会有杂质或油物会影响薄膜的制备效果，且在制备的过程中，脱泡效果不理想。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种碳化硅薄膜成型装置与碳化硅薄膜的制备方法，解决了碳化硅薄膜成型装置的密封盖是通过螺栓进行固定的，因此对其拆卸十分的不便，当对碳化硅薄膜进行制备时，原料表面会有杂质或油物会影响薄膜的制备效果，且在制备的过程中，脱泡效果不理想的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种碳化硅薄膜成型装置，包括喷膜料桶，所述喷膜料桶的上表面中间位置处嵌入滑动安装有顶杆，所述顶杆的上端设置有第一密封盖，所述第一密封盖的上表面中间位置处固定连接有拉环，所述喷膜料桶的下表面设置有喷膜板，所述喷膜板的下表面设置有第一密封垫片，所述第一密封垫片的下表面固定连接有第二密封盖，所述第一密封盖的两侧下表面和第二密封盖的两侧上表面均设置有凸起块，所述喷膜料桶的上下方两侧均固定连接有与凸起块相对应的固定块，所述固定块的一侧设置有固定筒，且固定块的上表面开设有与凸起块相匹配的插槽，所述固定筒的一端嵌入滑动安装有滑轴，所述滑轴的一端外表面设置有挡块，且滑轴的外表面位于挡块的一侧位置处套接滑动安装有弹簧，所述滑轴的另一端设置有把手，所述第一密封盖的下表面位于顶杆的外围位置处设置有第二密封垫片。

优选的，所述固定筒与固定块的内部为连通的。

优选的，所述凸起块的一侧面开设有与滑轴相匹配的插孔，所述滑轴的一端是嵌入滑动安装于插孔的内部。

优选的，所述第一密封盖的前后方下表面和第二密封盖的前后方上表面均设置有定位轴，所述喷膜料桶的前后方上表面和喷膜板的前后方下表面均开设有与定位轴相对应的定位孔，所述定位轴是嵌入滑动安装于定位孔的内部。

优选的，所述弹簧的两端分别与挡块的一侧面和固定筒的一端内部表面固定连接，所述弹簧是一种不锈钢材质构件。

优选的，所述第一密封垫片和第二密封垫片均为一种硅酸铝材质构件。

优选的，所述喷膜板的直径小于两个凸起块之间的距离。

一种碳化硅薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、材料清洗：准备200g的聚碳硅烷，将聚碳硅烷放入到装有化油剂的器皿中进行清洗，清洗时间为10min，然后再将聚碳硅烷放在清水下冲洗1min，接着将清洗后的聚碳硅烷放入到超声波清洗机里清洗20分钟，最后拿出聚碳硅烷，并且用干布将其表面擦拭干净；

S2、脱泡处理：将步骤S1中的聚碳硅烷放入到喷膜料桶的内部，然后将其放入到真空炉内，温度设置为270℃，时间为1h，然后将其拿出，打开喷膜料桶，然后人工用搅拌棒在喷膜料桶内部熔融状态的聚碳硅烷进行搅拌，搅拌时间为5分钟，搅拌完毕后，将喷膜料桶封闭，将其继续放入到270℃的真空炉内，时间为1h，如此重复三次；

S3、薄膜纺织：将步骤S2中的喷膜料桶拿出，将喷膜料桶内部熔融状态的聚碳硅烷放在熔融纺丝机中，温度设置为260℃，然后对熔融状态的聚碳硅烷纺膜处理，使其得到聚碳硅烷自由膜；

S4、交联处理：将步骤S3中的自由膜冷却后放在工作台上，用高能射线对自由膜进行辐射交联处理，交联时间为1h；

S5、薄膜成型：将步骤S4中交联后的自由膜放在石墨载样台上，然后将其放入到高温炉内，并且向高温炉内充入氮气，氮气含量为600ml，高温炉的温度设置为1400℃，时间为2h，最后自然冷却完毕即可得到碳化硅薄膜。

有益效果

本发明提供了一种碳化硅薄膜成型装置与碳化硅薄膜的制备方法，与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)、该碳化硅薄膜成型装置与碳化硅薄膜的制备方法，通过固定块的一侧设置有固定筒，且固定块的上表面开设有与凸起块相匹配的插槽，固定筒的一端嵌入滑动安装有滑轴，滑轴的一端外表面设置有挡块，且滑轴的外表面位于挡块的一侧位置处套接滑动安装有弹簧，利用弹簧的弹性，拉动滑轴上的把手，可以快速的完成第一密封盖或第二密封盖的安装或拆卸工作，代替了传统螺栓固定方式，节省了第一密封盖或第二密封盖的安装或拆卸的时间，同时也降低了人工的劳动强度。

(2)、该碳化硅薄膜的制备方法，通过将聚碳硅烷放入到装有化油剂的器皿中进行清洗，清洗时间为10min，然后再将聚碳硅烷放在清水下冲洗1min，接着将清洗后的聚碳硅烷放入到超声波清洗机里清洗20分钟，最后拿出聚碳硅烷，并且用干布将其表面擦拭干净，对聚碳硅烷采用了三次不同的清洗方式，能够将聚碳硅烷表面的杂质和油物能够很好的处理掉，从而使生产出来的碳化硅薄膜的质量更佳。

(3)、该碳化硅薄膜成型装置与碳化硅薄膜的制备方法，通过人工用搅拌棒在喷膜料桶内部熔融状态的聚碳硅烷进行搅拌，搅拌时间为5分钟，搅拌完毕后，将喷膜料桶封闭，将其继续放入到270℃的真空炉内，时间为1h，如此重复三次，可以使聚碳硅烷更好的熔融在一起，进而能够提高聚碳硅烷的脱泡效果，使其有利于薄膜的后续相应的制备工作。

附图说明

图1为本发明结构的部分拆分示意图；

图2为本发明图1中A处结构的局部放大图；

图3为本发明滑轴结构的安装示意图；

图4为本发明第二密封垫片结构的安装示意图；

图5为本发明碳化硅薄膜制备的流程框架图。

图中：1、喷膜料桶；101、定位孔；2、顶杆；3、第一密封盖；4、拉环；41、定位轴；5、喷膜板；6、第一密封垫片；7、第二密封盖；8、凸起块；81、插孔；9、固定块；10、固定筒；11、插槽；12、滑轴；13、挡块；14、弹簧；15、把手；16、第二密封垫片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种碳化硅薄膜成型装置，包括喷膜料桶1，喷膜料桶1的上表面中间位置处嵌入滑动安装有顶杆2，顶杆2的上端设置有第一密封盖3，第一密封盖3的上表面中间位置处固定连接有拉环4，喷膜料桶1的下表面设置有喷膜板5，喷膜板5的下表面设置有第一密封垫片6，第一密封垫片6的下表面固定连接有第二密封盖7，第一密封盖3的前后方下表面和第二密封盖7的前后方上表面均设置有定位轴41，喷膜料桶1的前后方上表面和喷膜板5的前后方下表面均开设有与定位轴41相对应的定位孔101，定位轴41是嵌入滑动安装于定位孔101的内部，为了对第一密封盖3或第二密封盖7起到定位稳固作用，第一密封盖3的两侧下表面和第二密封盖7的两侧上表面均设置有凸起块8，喷膜料桶1的上下方两侧均固定连接有与凸起块8相对应的固定块9，固定块9的一侧设置有固定筒10，且固定块9的上表面开设有与凸起块8相匹配的插槽11，喷膜板5的直径小于两个凸起块8之间的距离，为了喷膜板5不妨碍凸起块8插入到插槽11中，固定筒10的一端嵌入滑动安装有滑轴12，固定筒10与固定块9的内部为连通的，凸起块8的一侧面开设有与滑轴12相匹配的插孔81，滑轴12的一端是嵌入滑动安装于插孔81的内部，为了滑轴12能够顺利的插入到凸起块8上的插孔81中，滑轴12的一端外表面设置有挡块13，且滑轴12的外表面位于挡块13的一侧位置处套接滑动安装有弹簧14，弹簧14的两端分别与挡块13的一侧面和固定筒10的一端内部表面固定连接，弹簧14是一种不锈钢材质构件，为了防止弹簧14生锈，滑轴12的另一端设置有把手15，第一密封盖3的下表面位于顶杆2的外围位置处设置有第二密封垫片16，第一密封垫片6和第二密封垫片16均为一种硅酸铝材质构件，硅酸铝具有弹性，因此能够提高密封效果，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

一种碳化硅薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、材料清洗：准备200g的聚碳硅烷，将聚碳硅烷放入到装有化油剂的器皿中进行清洗，清洗时间为10min，然后再将聚碳硅烷放在清水下冲洗1min，接着将清洗后的聚碳硅烷放入到超声波清洗机里清洗20分钟，最后拿出聚碳硅烷，并且用干布将其表面擦拭干净；

S2、脱泡处理：将步骤S1中的聚碳硅烷放入到喷膜料桶的内部，然后将其放入到真空炉内，温度设置为270℃，时间为1h，然后将其拿出，打开喷膜料桶，然后人工用搅拌棒在喷膜料桶内部熔融状态的聚碳硅烷进行搅拌，搅拌时间为5分钟，搅拌完毕后，将喷膜料桶封闭，将其继续放入到270℃的真空炉内，时间为1h，如此重复三次；

S3、薄膜纺织：将步骤S2中的喷膜料桶拿出，将喷膜料桶内部熔融状态的聚碳硅烷放在熔融纺丝机中，温度设置为260℃，然后对熔融状态的聚碳硅烷纺膜处理，使其得到聚碳硅烷自由膜；

S4、交联处理：将步骤S3中的自由膜冷却后放在工作台上，用高能射线对自由膜进行辐射交联处理，交联时间为1h；

S5、薄膜成型：将步骤S4中交联后的自由膜放在石墨载样台上，然后将其放入到高温炉内，并且向高温炉内充入氮气，氮气含量为600ml，高温炉的温度设置为1400℃，时间为2h，最后自然冷却完毕即可得到碳化硅薄膜。

再一步，当需要对第一密封盖3或第二密封盖7进行安装时，利用弹簧14的弹性，拉动把手15，使其带动滑轴12在固定筒10中滑动，然后滑轴12的一端脱离固定块9内部的插槽11中，接着将第一密封盖3或第二密封盖7上的凸起块8插入到插槽11中，使凸起块8上的插孔81对准滑轴12，之后松开把手15，弹簧14就会使滑轴12恢复到原位置，从而使滑轴12的一端插入到凸起块8上的插孔81中，将凸起块8给固定住，进而完成第一密封盖3或第二密封盖7的安装工作，需要对其进行拆卸时，拉动把手15，在弹簧14的弹性下，使滑轴12的一端脱离凸起块8上的插孔81中，之后将第一密封盖3或第二密封盖7拿下来即可完成拆卸工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种碳化硅薄膜成型装置，包括喷膜料桶(1)，其特征在于，所述喷膜料桶(1)的上表面中间位置处嵌入滑动安装有顶杆(2)，所述顶杆(2)的上端设置有第一密封盖(3)，所述第一密封盖(3)的上表面中间位置处固定连接有拉环(4)，所述喷膜料桶(1)的下表面设置有喷膜板(5)，所述喷膜板(5)的下表面设置有第一密封垫片(6)，所述第一密封垫片(6)的下表面固定连接有第二密封盖(7)，所述第一密封盖(3)的两侧下表面和第二密封盖(7)的两侧上表面均设置有凸起块(8)，所述喷膜料桶(1)的上下方两侧均固定连接有与凸起块(8)相对应的固定块(9)，所述固定块(9)的一侧设置有固定筒(10)，且固定块(9)的上表面开设有与凸起块(8)相匹配的插槽(11)，所述固定筒(10)的一端嵌入滑动安装有滑轴(12)，所述滑轴(12)的一端外表面设置有挡块(13)，且滑轴(12)的外表面位于挡块(13)的一侧位置处套接滑动安装有弹簧(14)，所述滑轴(12)的另一端设置有把手(15)，所述第一密封盖(3)的下表面位于顶杆(2)的外围位置处设置有第二密封垫片(16)。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅薄膜成型装置，其特征在于，所述固定筒(10)与固定块(9)的内部为连通的。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅薄膜成型装置，其特征在于，所述凸起块(8)的一侧面开设有与滑轴(12)相匹配的插孔(81)，所述滑轴(12)的一端是嵌入滑动安装于插孔(81)的内部。

4.根据权利要求1所述的一种碳化硅薄膜成型装置，其特征在于，所述第一密封盖(3)的前后方下表面和第二密封盖(7)的前后方上表面均设置有定位轴(41)，所述喷膜料桶(1)的前后方上表面和喷膜板(5)的前后方下表面均开设有与定位轴(41)相对应的定位孔(101)，所述定位轴(41)是嵌入滑动安装于定位孔(101)的内部。

5.根据权利要求1所述的一种碳化硅薄膜成型装置，其特征在于，所述弹簧(14)的两端分别与挡块(13)的一侧面和固定筒(10)的一端内部表面固定连接，所述弹簧(14)是一种不锈钢材质构件。

6.根据权利要求1所述的一种碳化硅薄膜成型装置，其特征在于，所述第一密封垫片(6)和第二密封垫片(16)均为一种硅酸铝材质构件。

7.根据权利要求1所述的一种碳化硅薄膜成型装置，其特征在于，所述喷膜板(5)的直径小于两个凸起块(8)之间的距离。

8.一种碳化硅薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、材料清洗：准备200g的聚碳硅烷，将聚碳硅烷放入到装有化油剂的器皿中进行清洗，清洗时间为10min，然后再将聚碳硅烷放在清水下冲洗1min，接着将清洗后的聚碳硅烷放入到超声波清洗机里清洗20分钟，最后拿出聚碳硅烷，并且用干布将其表面擦拭干净；

S2、脱泡处理：将步骤S1中的聚碳硅烷放入到喷膜料桶的内部，然后将其放入到真空炉内，温度设置为270℃，时间为1h，然后将其拿出，打开喷膜料桶，然后人工用搅拌棒在喷膜料桶内部熔融状态的聚碳硅烷进行搅拌，搅拌时间为5分钟，搅拌完毕后，将喷膜料桶封闭，将其继续放入到270℃的真空炉内，时间为1h，如此重复三次；

S3、薄膜纺织：将步骤S2中的喷膜料桶拿出，将喷膜料桶内部熔融状态的聚碳硅烷放在熔融纺丝机中，温度设置为260℃，然后对熔融状态的聚碳硅烷纺膜处理，使其得到聚碳硅烷自由膜；

S4、交联处理：将步骤S3中的自由膜冷却后放在工作台上，用高能射线对自由膜进行辐射交联处理，交联时间为1h；

S5、薄膜成型：将步骤S4中交联后的自由膜放在石墨载样台上，然后将其放入到高温炉内，并且向高温炉内充入氮气，氮气含量为600ml，高温炉的温度设置为1400℃，时间为2h，最后自然冷却完毕即可得到碳化硅薄膜。

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